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圧延機ロールスアンドロールショップ


圧延機ロールおよびロールショップ

ロールは、圧延機の主要で非常に高価な消耗品です。それらは圧延機で鋼を圧延するために使用され、それらの性能は、使用される材料や使用中に受ける負荷を含む多くの要因に依存します。ロールの設計は、ローリング荷重、ロール強度、およびローリングに使用できるトルクによって適用される制限の影響を受けます。フラットローリングの場合は、ロール曲げの許容値とロールのキャンバーの影響も受けます。ロールの設計は、パスに必要な負荷とトルクに注意を払うことです。さらに、ロールの物理的寸法と材料が、圧延シーケンス中に発生する最も重い荷重に耐えられることを保証する必要があります。ロール寿命が関係するもう1つの重要な要素は、ロール材料の摩耗特性です。



ロール素材

鋼の圧延において、ロールの材料は、それ自体が塑性変形することなく、車両を塑性変形させる荷重に耐えることができなければならない。熱鋼の圧延では、これは難しい問題ではなく、鉄鋼または鋼のロールは、車両の温度よりもかなり低い温度で操作される場合に適しています。鉄または鋼のロールが特定の場合に使用されるかどうかは、それらが実行しなければならない特定の義務に依存し、靭性、熱亀裂または衝撃荷重に対する耐性、または耐摩耗性が最も重要であるかどうかに依存します。

ロールは、ロールの材質(図1)と製造方法によって分類できます。最初の主な細分化は、(i)鉄ロール、および(ii)スチールロールです。この区分は、材料の炭素含有量に依存します。ロールの場合、境界線は通常約2.4%Cで取られます。通常、ロールはこの図の下ではスチールベース、この図の上では鉄ベースと呼ばれます。鋼のベースロールには遊離黒鉛炭素がないため、これら2つのタイプの間には顕著な構造上の違いがあります。スチールロールは鋳造または鍛造のいずれかであるため、さらに細かく分割できます。上記の分類を横断するもう1つの区分は、硬い金属の外面と、ロールの中心を形成するより丈夫で強い金属で鋳造できる二重注入二重ロールの区分です。

図1ロール材料に基づくロールの分類

アイアンロール

鉄ロールには次の種類があります。

スチールロール

スチールロールは鋳造または鍛造することができます。それらは鉄ロールよりもはるかに強くて丈夫であるため、鉄ロールが十分に強くないと考えられる場合に使用されます。特に深い溝が必要な場合は、より重いドラフトを使用できます。衝撃荷重による破損は発生する可能性がはるかに低く、適切な熱処理によって特性を大幅に変えることができます。ただし、C鋼ロールは硬度が低いため、鉄ロールよりも早く摩耗します。

カーバイドロール

タングステンカーバイド、WCまたはW2Cは、タングステンと炭素を含む化合物です。その極端な硬度により、長い圧延キャンペーンが必要な用途での長寿命のミルロールの製造に役立ちます。粉末状のバインダー材料と組み合わせたWCは、混合、粉砕、造粒され、ほぼ正味の形状のブランクに圧縮され、最終的に真空炉で焼結されます。次に、一部のロールは熱間静水圧プレス(HIP)されます。次に、ダイヤモンド砥石を使用してロールを研削するか、非常に硬い旋削工具を使用して旋盤で必要な寸法に旋削します。これらのロールは通常、線材仕上げブロックや一部の形状圧延アプリケーションで使用されます。これらのロールには、狭いpH範囲と限られた硬度の高品質の冷却水が必要です。推奨pH範囲外のロール冷却水を使用すると、バインダーがロールから浸出し、ロール表面の早期故障を引き起こします。結晶粒度、バインダー含有量、バインダー組成に基づいて、さまざまなグレードのカーバイドロールを利用できます。近年の適用範囲は、鋼シャフトに取り付けられた超硬スリーブを使用することにより、超硬ロールの使用を中間ミルにまで拡大しています。取り付けは、機械的な方法で、またはシャフトに超硬リングを押し付けて焼結することによって複合ロールを作成することによって実行されます。

ロールに対する合金元素の影響

ロールに対する合金元素の影響を表1に示します。

要素 合金鉄ロール 合金鋼ロール 硬度と脆性を高めます。 硬度と脆性を高めます。延性を低下させます。慎重に使用する必要があります 硬度と脆性を高めます。引張強度と耐摩耗性のためのクレンザー 強度と硬度を向上させます 常に硬化剤。NiまたはMo、あるいはその両方と組み合わせて使用​​すると、冷気の深さが増します Niと同様に少量 Niと同様 硬度を上げる
タブ1ロールに対する合金元素の影響
カーボン(C) 硬度、脆性、耐摩耗性を向上させます。延性、冷気の深さを低下させます 硬度、脆性、耐摩耗性を向上させます。耐衝撃性を低下させます。
シリコン(Si) グラファイトを増やし、清潔さを増し、冷気の深さを減らします 0.20%〜0.35%の割合で鋼を洗浄し、硬度を高め、脱酸剤を使用し、健全な鋳造を促進します
リン(P) 硬度と脆性を高め、延性を低下させ、分離する傾向があります
硫黄(S) 硬度、もろさ、冷気の深さを向上させます
マンガン(Mn) 低域での冷気を減らし、高域での冷気を高め、ニッケルとクロムとの組み合わせで硬度を高め、脆性を高めます
ニッケル(Ni) 強度、硬度、耐摩耗性を向上させます。冷気の深さを減少させます Crなどと組み合わせて、強度、硬度、耐火割れ性を向上させます
モリブデン(Mo) 強度、硬度、耐火割れ性を高め、細粒にします
バナジウム(V) 冷気の深さ、強度、および耐火性を向上させ、延性を低下させます 靭性、硬度、熱処理の影響を受けやすくなります
クロム(Cr) 硬化剤–NiまたはMoまたはその両方と組み合わせると最適に機能します
銅(Cu)
ホウ素(B) 硬化剤、慎重に使用

さまざまな熱間圧延機で使用されるロールの種類

ブルーミングおよびスラブミル、ビレットおよびマーチャントバーミル、セクションミル、プレートミル、およびホットストリップミルで使用されるロールのタイプは、それぞれタブ2、タブ3、タブ4、タブ5、およびタブ6に示されています。特定のロールの選択は、生産需要、初期コスト、必要な特定の品質などによって異なります。これらの要件を可能な限り満たすには、ロールメーカーとの緊密な協力が望まれます。

ロールの種類
タブ2ブルーミングミルとスラブミル用のロールの種類
表面硬度(デグショア)
鍛鋼、0.4%C 24-30
鋳鋼、0.4〜0.9%C、延性 28-36
鋳造合金鋼、0〜0.5%Mo + Ni、Cr、Mn、強力、強靭、耐火割れ性 30-42
アダマイト鋳鋼、完全溶液中の高C + Ni、Cr、良好な摩耗。ただし、温度変動を防ぐために十分な水冷が必要 30-48

ロールの種類
タブ3ビレットおよびマーチャントバーミル用のロールの種類
表面硬度(デグショア)
鍛鋼0.75%C、荒削りスタンドロール 35
鋳鋼– 0〜0.5%Mo + Ni、Cr、Mn、強力、強靭、耐火割れ性 30-42
パーライトグレインロール、鋳鉄、丈夫で耐火性、ストランドロール 30-38
特殊グレインロール、上記の改善 35-40
アダマイト鋳鋼、完全溶液中の高C + NiおよびCr、良好な摩耗が必要ですが、大きな変動が必要です、荒削りロール 30-48
ストレートC不定チルロール、温度変動を回避する必要があります、中間スタンドロール 35-40
アダマイト合金グレインロール、非常に優れた硬度浸透、温度制御が必要で、幅広い硬度と強度を持つことができる、ストランドロール 35-50
ストレートCチルロール、温度変化、破損、表面のひび割れに対する高い耐性、小断面ロール 55-65
ストレートC、オーバル、ガイドロールでのアダマイト合金の無期限チルロールの改善 55-70
完全に硬い合金の無期限のチルロール、アダマイトの改良(例:ニロナイト) 65-85
加工硬化性に優れた高合金鋳鉄チルロール、ガイドミルロール 65-90
球状黒鉛、ビレット荒削りロール 55
球状黒鉛、バーミル。ほとんどの場合、耐火割れ、荒削りロールに耐性があります 60-65

ロールの種類 特殊グレインロール-上記の改善 荒削りロールを反転させるための球状黒鉛 小断面ミル用の球状黒鉛
タブ4セクションミル用のロールの種類
表面硬度(デグショア)
鍛鋼ロール、荒削り、中間および仕上げロール 24-30
鋳鋼、0.4〜0.9%C、荒削りロール 28-36
パーライトグレインロール、丈夫で丈夫、耐火性、荒削り、中間および仕上げロール 30-38
鋳鋼、0〜0.5%Mo + Ni、Cr、Mn、強力、強靭、耐火割れ性に優れ、荒削りロール 30-42
アダマイト鋳鋼、完全溶液中の高炭素+ Ni、Cr、良好な摩耗。ただし、温度変動を避けるために十分な冷却が必要、荒削りロール 30-48
35-40
Ni、Cr、Moを含む超共析鋼、ほぼ同じ比率の耐摩耗性と強度、荒削りおよび半仕上げロール 35-45
ストレートC不定チルロール、温度変動を回避する必要があります、中間スタンドロール 38-40
アダマイト合金ロール、非常に優れた硬度浸透、温度制御が必要、幅広い硬度と強度で製造、中間および仕上げロール 38-50
CrとWを含む鋳鋼、ひび割れや耐火割れに対する高い耐性、半仕上げロール 40-50
アダマイト合金無期限チルロール、上記の改良、中間および仕上げロール 55-70
45
60-65

ロールの種類
タブ5プレートミル用のロールの種類
表面硬度(デグショア)
パーライトグレインロール、鋳鉄、丈夫で丈夫、耐火性、荒削りロール 30-38
鋳鉄、0〜0.5%Mo + Ni、Cr、Mn、強く、丈夫で、耐火割れ性に優れています 40-42
特殊グレインロール、パーライトの改良 35-40
ストレートCチルロール、温度変化、破損、表面のひび割れに対する高い耐性 55-65
上記と同じですが、0.4〜1.0%のMo、作業ロール、ミル条件が安定している必要があります 55-65
無期限のチルロールを合金化します。温度変動は、冷却、作業、仕上げロールによって回避する必要があります 65-85
合金チルロール、鋳造Ni合金鉄、良好な加工硬化、仕上げロール 65-90
複合合金チルロール、作業面を形成する合金白鉄の外殻、および強靭なねずみ鋳鉄の残り、超微細仕上げに適しています。シェルが自己硬化するという利点があります。ワークロール 75-95

ロールの種類
タブ6ホットストリップミル用のロールの種類
表面硬度(デグショア)
鍛鋼ロール、ワークロール 24-30
アダマイト鋳鋼、NiおよびCrを含む完全溶液中の高炭素、良好な摩耗、ただし冷却による温度制御が必要、作業ロール 30-38
Ni、Cr、Moを含む超共析鋼、同じ比率の耐摩耗性と強度、荒削りロール 35-45
ストレートC不定チルロール、温度変動を回避する必要があります、中間スタンドロール。 38-40
アダマイト合金グレインロール、硬度浸透性は非常に高いが、温度制御が必要、幅広い硬度と強度で製造、中間および仕上げロール 35-50
CrとWを使用した鋳鋼、ひび割れや耐火割れに対する高い耐性、荒削りロール 40-50
ストレートCチルロール、温度変化、破損、表面のひび割れに対する高い耐性 55-65
上記と同様ですが、0.4〜1.0%のMoを含むため、ミルの状態はより安定し、より厳密に制御される必要があります。ワークロール 55-65
アダマイト合金無期限チルロール、上記の改良、熱間仕上げおよびプラニッシングロール 55-70
無期限のチルロールの合金、アダマイトの改良、ワークロール 65-85
合金チルロール鋳鉄ロール、合金無期限チルロールと同様ですが品質が向上しています 65-90
マンガン合金無期限チルロール、耐火クレージング、テールマーキングの打撲傷および剥離、トレインワークロール 75-85
球状黒鉛、荒削りロール 60-65
球状黒鉛、仕上げロール 65-70
球状黒鉛、バックアップロール 50-55

ロールショップ

ロールショップの機能は次のとおりです。

チョックとベアリングの検査は定期的に行われます。ロールショップの機能には、圧延機での使用中に鈍くなったせん断刃の研削も含まれます。圧延機の近代的なロールショップには、次の設備があります。

ロールショップは、個々のロール性能データを保持し、ロールデータの分析を通じて実行して、ロール寿命を改善します。このため、ショップはロールサプライヤーと緊密に協力して、次の調達サイクルでロールの化学的および物理的仕様の改善を実施します。ロールショップはまた、ロール障害の場合にロール障害分析中に調査機関と協力して、レコードからのロール履歴データを提供します。

ロールショップの機能には、ミルの要件に従ってロールをミルで利用できるようにするために、ロールのタイムリーな調達アクションを実行することも含まれます。調達措置は、管理下に置かれるロール在庫を考慮して行われる必要があります。

ロールの寿命が終わり、スクラップの直径に達すると、ロールはスクラップロール領域に移動されて廃棄されます。同様に、ロールの破損の調査が終了した後、破損したロールもスクラップロール領域に移動します。

現代のロールショップで使用されている2つのソフトウェアソリューションがあります。これらは、ロールショップ操作の完全な制御と分析のためのロールショップ管理システム(RSMS)とロール欠陥管理システム(RDMS)です。 RSMSを使用すると、実際の研削/溝入れプロセスの監視から、最小限のリソース支出で、生産、消費、および要件データの収集と処理までの分析が可能になります。 RDMSは、詳細な欠陥管理機能と自動修正アクションを通じて生産性を向上および最適化する強力なツールです。さらに、ロールショップはローリングミルと完全に統合する必要があり、ミルシステムとロールショップシステムの間でデータ交換を行う必要があります。

ロールショップのレイアウトは、ロールの動きのロジスティクスを最適化するために非常に重要です。フォークリフトを自由に動かすには、さらに通路を設ける必要があります。

ロールショップ内でのロール処理の自動化には、操作が自動的に実行される領域から人員を締め出すための安全対策の適用が必要であり、したがって、人員によって直接監督されることはありません。自動作業エリアの限界をマークするための安全バリアを提供する必要があります。このエリアでは、メンテナンスまたは緊急の目的でのみアクセスが許可されています。



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